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噪聲頻譜密度—一一項“新”的ADC指標

2015-04-29 00:00:00lanBeavers
電子產品世界 2015年2期

摘要:很長時間以來人們一直在使用NSD定義轉換器的噪聲,但對于許多系統設計人員而言,以它作為新型高速ADC的主要技術規格可能還是比較陌生的。對于一些在選擇高速ADC時專注于其他技術規格的工程師來說,NSD也可能是一個完全陌生的概念。本文網絡版地址:http://www.eepw.com.cn/article/269819.htm

關鍵詞:噪聲頻譜密度;高速模數轉換器

DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2015.2.012

在過去數十年里,雖然過程很緩慢,但是至關重要的高速模數轉換器(ADC)性能指標已經發生了變化。其主要原因是信號采集系統的帶寬要求一直在不斷增長且永無止境,另外ADC性能的衡量方式也發生了變化。

上世紀80年代,ADC性能好壞的判斷主要依據于其直流規格,例如差分非線性(DNL)和積分非線性(INL)。到了90年代,則主要依據于其信噪比(SNR)。雖然無雜散動態范圍(SFDR)也是一個非常重要的ADC參數,但噪聲頻譜密度(NSD)仍是現今用于定義高速、每秒千兆采樣(GSPS)ADC性能的另一個綜合性規格。

我以前曾在奈奎斯特速率ADC數據手冊上見過NSD規格,但我從未真正理解它的意義及其重要性。什么是噪聲頻譜密度?

多年以來,NSD-直用作許多ADC數據手冊首頁上的一項性能參數。您可能已經注意到,它是一個相對較大的負數,單位為dBFS/Hz或dBm/Hz。在ADC的數據手冊上,NSD的典型范圍可能是-140 dBFS/Hz至-165 dBFS/Hz。不過,最終會由ADC的SNR性能和采樣速率決定,稍后將會對此加以介紹。

ADC的SNR定義為信號功率與ADC輸入的非信號功率的對數比。相對于ADC滿量程輸入,信噪比稱為SNRFS。非信號功率包括幾種成分,比如量化噪聲、熱噪聲以及ADC設計本身帶來的小誤差?!?br>

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